JP2016105114A - 位置認識装置、制御方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】バンクがある道路の走行時においても、現在地を正確に地図上に表示することが可能な位置認識装置を提供する。【解決手段】位置認識装置は、移動体の現在地を認識し、記憶部と、判定手段と、現在地決定手段とを備える。記憶部は、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する。判定手段は、地図データ中のバンクの情報に基づき、移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する。現在地決定手段は、走行道路がバンクを有する場合、地図データに基づき地図上での現在地を認識する。【選択図】図４

Description

本発明は、移動体の現在地を認識する位置認識装置に関する。

従来から、方位センサ等の出力等に基づき車両の現在地の表示位置を決定する際に、ＧＰＳ受信機等による出力に基づき方位センサの出力誤差を補正する技術が知られている。また、特許文献１には、車両が所定角度旋回し、かつ、ＧＰＳ受信機が電波を受信できない場合に、角速度センサの出力を補正することで、車両の位置や向きをより正確に算出する技術が開示されている。

特開２０１０−３８８８９号公報

特許文献１では、地下駐車場のスロープを通過する際の車両の前後方向における勾配によって生じた方位センサの誤差を補正しているため、左右方向の高低差（バンク）があることによって生じる方位センサの誤差への対処方法については何ら開示及び示唆がされていない。さらに、特許文献１では、勾配角度を所定角度に固定しているなどの特有の前提条件があり、バンクがある道路を車両が通過する場合において同様の方法を適用することはできない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、バンクがある道路の走行時においても、現在地を正確に地図上に表示することが可能な位置認識装置を提供することを主な目的とする。

請求項１に記載の発明は、位置認識装置であって、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部と、移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定手段と、前記判定手段が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識する現在地決定手段と、を備えることを特徴とする
請求項３に記載の発明は、位置認識装置であって、道路に設けられたバンクの角度又は前記バンクを有する道路の走行時に角速度検出部の出力値を補正するための補正値を有するバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部と、移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識する際に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識する現在地決定手段と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置が実行する制御方法であって、移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定工程と、前記判定工程が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識する現在地決定工程と、を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、道路に設けられたバンクの角度又は前記バンクを有する道路の走行時に角速度検出部の出力値を補正するための補正値を有するバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置が実行する制御方法であって、移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識する際に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識する現在地決定工程を有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置に搭載され実行されるプログラムであって、移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定手段と、前記判定手段が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識する現在地決定手段として前記位置認識装置を機能させることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、道路に設けられたバンクの角度又は前記バンクを有する道路の走行時に角速度検出部の出力値を補正するための補正値を有するバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置に搭載され実行されるプログラムであって、移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識する際に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識する現在地決定手段として前記位置認識装置を機能させることを特徴とする。

バンクが設けられたループ型道路を示す図である。 バンクが設けられた道路上を走行中の車両を示す図である。 本実施例に係るナビゲーション装置の概略構成の一例である。 第１実施例における処理手順を示すフローチャートである。 第２実施例における処理手順を示すフローチャートである。

本発明の好適な実施形態によれば、移動体の現在地を認識する位置認識装置であって、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部と、前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定手段と、前記走行道路がバンクを有すると前記判定手段が判定した場合、前記地図データに基づき前記地図上での現在地を認識する現在地決定手段と、を備える。

上記の位置認識装置は、移動体の現在地を地図上に表示する装置であり、記憶部と、判定手段と、現在地決定手段とを備える。記憶部は、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する。判定手段は、地図データ中のバンクの情報に基づき、移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する。現在地決定手段は、走行道路がバンクを有する場合、地図データに基づき地図上での現在地を認識する。

一般に、バンクは、螺旋形状を有する道路に設けられ、当該道路を移動体が走行する際には、道路平面と水平面との角度差に起因して方位センサの出力に誤差が生じる。従って、このような道路の走行時には、位置認識装置は、地図データに基づき地図上での現在地を認識することで、現在地を正確に認識することができる。

上記位置認識装置の一態様では、前記移動体の左右方向の加速度に基づき前記移動体の角速度変化量を検出する方位センサをさらに備え、前記現在地決定手段は、前記走行道路がバンクを有しないと前記判定手段が判定した場合、前記方位センサの出力に基づき前記現在地を認識する。ここで、「移動体の左右方向」とは、移動体の存在する地表面上であって、移動体の進行方向と直角な方向を指す。バンクがない道路では、バンクに起因した方位センサの誤差が生じないことから、位置認識装置は、バンクがない道路の走行時には、方位センサの出力を用いることで、現在地を正確に認識することができる。

上記位置認識装置の他の一態様では、前記現在地決定手段は、走行道路がバンクを有すると前記判定手段が判定した場合、前記地図上の道路に沿った位置に、前記現在地があると認識する。このようにすることで、位置認識装置は、バンクを有する道路の走行時に、現在地が地図上の道路から外れた位置にあると認識するのを防ぐことができる。

上記位置認識装置の他の一態様では、前記記憶部は、前記地図データに含まれる前記バンクの情報としてバンクの角度を記憶し、前記現在地決定手段は、前記バンクの角度に基づき補正した前記方位センサの出力値に基づき、前記現在地を認識する。この態様により、位置認識装置は、バンクに起因した方位センサの出力誤差を好適に補正し、現在地を正確に定めることができる。

上記位置認識装置の他の一態様では、前記記憶部は、前記地図データに含まれる前記バンクの情報として、バンクを有する道路の走行時に前記方位センサの出力値を補正するための補正値を記憶し、前記現在地決定手段は、前記補正値により補正した前記方位センサの出力値に基づき、前記現在地を認識する。この態様により、位置認識装置は、バンクに起因した方位センサの出力誤差を容易に補正し、現在地を正確に定めることができる。

上記位置認識装置の他の一態様では、前記判定手段は、前記走行道路がバンクを有すると判定した場合、前記方位センサの出力値の校正を禁止する。これにより、位置認識装置は、バンクに起因した方位センサの出力誤差に基づき、誤って方位センサの出力を校正するのを抑制することができる。

上記位置認識装置の他の一態様では、ＧＰＳ受信機をさらに備え、現在地決定手段は、前記ＧＰＳ受信機が電波を受信できない場合に、前記地図データに基づき前記現在地を認識する。この態様により、位置認識装置は、現在地の表示が地図上の道路からずれる虞が高い場合に限定して、地図データに基づき現在地を認識することができる。

上記位置認識装置の他の一態様では、前記判定手段は、前記走行道路がバンクを有すると判定した場合、前記移動体が分岐地点を通過するか否かさらに判定し、前記移動体が分岐地点を通過すると前記判定手段が判定をした場合、当該判定の直前に前記方位センサが出力した角度変化量と、前記判定の直前に算出した前記走行道路の前記地図データ上での角度変化量との比に基づき、前記判定時に前記方位センサが出力した角度変化量を補正し、補正後の前記角度変化量に基づき、前記分岐地点後に前記移動体が走行する道路を認識する走行道路認識手段をさらに備える。一般に、バンクがある道路では、バンクの角度は急激には変化しない。従って、この態様では、位置認識装置は、方位センサが出力した角度変化量の前回値と、これに対する地図データ上での道路の角度変化量との比に基づき、分地地点で方位センサが出力した角度変化量を的確に補正し、分岐後の走行道路を認識することができる。

本発明の他の実施形態では、移動体の現在地を認識し、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置が実行する制御方法であって、前記バンクの情報に基づき、走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定工程と、前記走行道路がバンクを有すると前記判定工程が判定した場合、前記地図データに基づき前記現在地を認識する現在地設定工程と、を有する。位置認識装置は、この制御方法を用いることで、バンクを有する道路の走行時であっても、現在地を正確に地図上に表示することができる。

本発明の別の実施形態では、移動体の現在地を認識し、道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置に搭載され実行されるプログラムであって、前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定手段と、前記走行道路がバンクを有すると前記判定手段が判定した場合、前記地図データに基づき前記地図上での現在地を認識する現在地決定手段として前記位置認識装置を機能させる。位置認識装置は、このプログラムを搭載して実行することで、バンクを有する道路の走行時であっても、現在地を正確に地図上に表示することができる。上記プログラムは、好適には、記憶媒体に記憶される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。なお、以後では、「補正」とは、各装置が出力する情報を他の情報などにより一時的に修正することを指し、「校正（キャリブレーション）」とは、ハードウェア的な誤差など定常的な誤りを訂正すべく、測定値に対してオフセットやゲインなどを持たせることを指す。

［基本説明］
具体的な実施例の説明に先立って、本発明に関連する事項の基本説明を行う。

（１）バンクが設けられた道路
図１は、車両の進行方向と垂直な左右方向における高低差、即ち、バンクが設けられたループ型道路９０を示す。なお、図１に示される矢印は、車両の進行方向を示す。

図１に示すループ型道路９０のように、一定の曲率（旋回角度）を有するカーブ形状の道路であって、かつ、制限速度設定が比較的高い道路には、バンクが存在する場合がある。バンクは、車両の進行時の遠心力低減などの目的で、進行方向に対して車輌の水平方向の回転によって発生する遠心力を、地面の押し返し方向に一部を逃がすことによって緩和するために設けられる。以後では、バンクが設けられた道路を「バンク道路」と呼ぶ。

なお、バンクは、概ね９０度程度の旋回角度のカーブ形状道路でも設定されている場合があるが、図１に示すようなループ型に形成された道路では、特に走行の安定性が増す効果が高くなるため、設定される場合が多い。

（２）バンク道路における角速度センサの出力誤差
次に、バンク道路を車両が走行している際に方位センサの出力に生じる誤差（出力誤差）について説明する。以後では、車両が進行する方位の角度変化量を検出する方位センサ（ここでは、加速度に基づき方位の変化を検出する角速度センサとする）がナビゲーション装置に搭載されていた場合について説明する。

図２は、角速度センサを有するナビゲーション装置を搭載した車両がバンク道路であるループ型道路９０を走行している状態を示す図である。図２において、線分「ＡＢ」は、バンク道路の左右方向に沿った線分であり、線分「ＢＣ」は、鉛直方向に延在する線分であり、線分「ＣＡ」は、鉛直方向と垂直な水平方向に延在する線分である。そして、角速度センサは、線分ＡＢ方向（即ち車両の側面方向）の加速度を検出するように取り付けられているものとする。また、バンク道路が水平方向に対してなす角度（図２では角度「θ」）を、「バンク角度」とも呼ぶ。

図２に示すように、バンク道路を車両が走行中の場合、角速度センサは、実際の車両の旋回角度よりも少ない角度変化量を出力する。これについて説明する。角速度センサは線分ＡＢ方向の加速度を検出すべく取り付けられているのに対して、ナビゲーション装置が表示する地図に表示されるべき地表面は線分ＡＣと平行である。このため、角速度センサへ加わる加速度は、地図平面上（即ち水平面上）での加速度に対して、バンク角度θの余弦（ｃｏｓθ）を乗じた値になる。従って、角速度センサは、実際の車両の旋回角度よりも少ない角度変化量を出力する。

（３）一般的手法とその課題
まず、ナビゲーション装置が地図上での車両の現在地の表示位置を決定するための一般的な手法の具体例を説明する。車両の走行開始時には、ナビゲーション装置は、絶対的な位置や方位等を取得可能なＧＰＳ受信機の出力に基づき現在地や進行方向の方位を認識する。その後、ナビゲーション装置は、車速センサと角速度センサを用いて現在地及び進行方向の方位を認識すると共に、認識した現在地等を地図データと整合させる微調整を行い地図上に現在地を表示する。さらに、ナビゲーション装置は、車速センサ、角速度センサ、及び地図データに基づき特定した現在地の表示位置がＧＰＳ受信機の出力に基づく車両の位置と大きくずれていないか否かを判定し、大きくずれていると判断した場合には、ＧＰＳ受信機の出力に基づく車両の位置を、車両の現在地の表示位置とする。

また、一般的には、ナビゲーション装置は、角速度センサの出力に基づき認識した車両の現在地からＧＰＳ受信機の出力や地図データに基づき地図上に出力すべき現在地の表示位置を修正した場合、角速度センサの出力を、ＧＰＳ受信機の出力や地図データに基づき校正する。これについて補足説明する。ＧＰＳ受信機が１回の測位データにより東西南北の絶対方位を出力するのに対し、角速度センサは、前回方位に対しての角度変化量を積算することで方位を算出する。従って、角速度センサの出力に誤差があった場合には、各出力を積算した絶対方位は、大きくずれる虞があるため、上述のように角速度センサに対して校正が行われる。

次に、車両がバンク道路を走行する場合の課題について説明する。上述したように、この場合、角速度センサは、実際の旋回角度よりも少ない角度の値を出力する。この対処方法として、ナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信機による出力に基づき地図上に出力すべき位置を補正することが可能である。

しかし、車両が走行するバンク道路がトンネル内に存在する場合には、ナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信機が電波を受信できないため、ＧＰＳ受信機の出力値によって地図表面上での旋回角度の補正をすることができない。そのため、この場合には、ナビゲーション装置は、角速度センサが出力する誤ったデータ、または、地図データ上で道路を示す線分（リンク）が指し示す方位（線分角度）のいずれかを信用せざるを得なくなる。
（３−１）角速度センサの出力を信用する場合の課題
この場合、ナビゲーション装置は、地図上に示されるべき車両の旋回角度よりも少ない角度しか車両が回転していないものと判断する。従って、出力される地図上の現在地の表示位置が、表示されるべき正確な位置から徐々にずれていく。
（３−２）地図データを信用する場合の課題
地図データに基づき現在地の表示位置を定める場合には、ナビゲーション装置は、地図上の道路に沿って車両が移動していると認識するため、地図上で表示される現在地の表示位置が本来表示されるべき正確な位置と大きくずれることはない。しかし、通常の動作中に以下の２つの問題が生じる。

１つ目の問題は、地図データに基づき現在地の表示位置を定める方法を実行するか否かを判断するための条件の設定が困難であることである。一般に、バンク道路以外の道路の走行時には、車両が駐車場に入る時など、道路以外の領域に車両が出る可能性を想定する必要がある。しかしながら、地図データに基づき現在地の表示位置を定める方法を実行する条件を緩めた場合、ナビゲーション装置は、車両が道路以外を走行した場合であっても、車両が道路上を走行中であると誤判定してしまう可能性が高まる。

２つ目の問題は、角速度センサの出力を地図データに基づき誤って校正してしまう虞があることである。上述したように、ナビゲーション装置は、角速度センサの出力に基づき認識した位置からＧＰＳ受信機の出力や地図データに基づき地図上に出力する現在地の表示位置を修正した場合、これに加えて、角速度センサの出力を、ＧＰＳ受信機の出力や地図データに基づき校正する。従って、この場合、ナビゲーション装置は、バンク角度に起因した角速度センサの出力誤差を、当該センサの出力自体の誤差と判断してしまい、角速度センサの出力を地図データに基づき誤って学習させてしまう可能性がある。

なお、２つ目の問題は、ＧＰＳ受信機が電波を受信可能な場合であっても、車両がバンク道路を走行中であれば、ＧＰＳ受信機の出力に基づき現在地の表示位置を補正した際に生じ得る。

以上を勘案し、以下に説明するナビゲーション装置は、バンクの情報を予め地図データとして記憶しておき、地図データを参照して、車両がバンク道路の走行中であるか否か判定する。そして、車両がバンク道路の走行中であると判断した場合には、地図データに基づき、地図上での現在地の表示位置を定める。

［概略構成］
図３は、本発明に係る位置認識装置が適用されたナビゲーション装置１の概略構成を示す。ナビゲーション装置１は、車両に搭載される。図３に示すように、ナビゲーション装置１は、自立測位装置１０、ＧＰＳ受信機１８、システムコントローラ２０、ディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、通信装置３８、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０を備える。

自立測位装置１０は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ（車速センサ）１３を備える。加速度センサ１１は、例えば圧電素子からなり、車両の加速度を検出し、加速度データを出力する。角速度センサ１２は、例えば振動ジャイロからなり、車両の方向変換時における車両の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する。距離センサ１３は、車両の車輪の回転に伴って発生されているパルス信号からなる車速パルスを計測する。

ＧＰＳ受信機１８は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波１９を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報等から車両の絶対的な位置を検出するために用いられる。

システムコントローラ２０は、インタフェース２１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４を含んでおり、ナビゲーション装置１全体の制御を行う。

インタフェース２１は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ（車速センサ）１３並びにＧＰＳ受信機１８とのインタフェース動作を行う。そして、これらから、車速パルス、加速度データ、相対方位データ、角速度データ、ＧＰＳ測位データ、絶対方位データ等をシステムコントローラ２０に入力する。ＣＰＵ２２は、予め用意されたプログラムを実行することにより、システムコントローラ２０全体を制御する。ＲＯＭ２３は、システムコントローラ２０を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。ＲＡＭ２４は、入力装置６０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、ＣＰＵ２２に対してワーキングエリアを提供したりする。

システムコントローラ２０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどのディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０は、バスライン３０を介して相互に接続されている。

ディスクドライブ３１は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ又はＤＶＤといったディスク３３から、音楽データ、映像データなどのコンテンツデータを読み出し、出力する。なお、ディスクドライブ３１は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブのうち、いずれか一方としてもよいし、ＣＤ及びＤＶＤコンパチブルのドライブとしてもよい。

データ記憶ユニット３６は、例えば、ＨＤＤなどにより構成され、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶するユニットである。データ記憶ユニット３６は、地図データとして、各道路の情報がノードとリンクにより表現された道路データを記憶する。ここで、道路データとは、具体的には、ノード番号、位置座標、ノード種別、接続リンク本数、接続ノード番号、交差点名称等が該当する。さらに、データ記憶ユニット３６は、バンク道路に対応する道路データには、バンク道路である旨の情報を付加して記憶する。データ記憶ユニット３６は、本発明における「記憶部」の一例である。

通信装置３８は、例えば、ＦＭチューナやビーコンレシーバ、携帯電話や専用の通信カードなどにより構成され、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、登録商標）センタなどから配信される情報（以下、「ＶＩＣＳ情報」と呼ぶ。）を電波３９より取得する。そしてインタフェース３７は、通信装置３８のインタフェース動作を行い、ＶＩＣＳ情報をシステムコントローラ２０等に入力する。

表示ユニット４０は、システムコントローラ２０の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ２０は、データ記憶ユニット３６から地図データを読み出す。表示ユニット４０は、システムコントローラ２０によってデータ記憶ユニット３６から読み出された地図及び車両の現在地などを表示画面上に表示する。表示ユニット４０は、バスライン３０を介してＣＰＵ２２から送られる制御データに基づいて表示ユニット４０全体の制御を行うグラフィックコントローラ４１と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ４２と、グラフィックコントローラ４１から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のディスプレイ４４を表示制御する表示制御部４３と、ディスプレイ４４とを備える。ディスプレイ４４は、画像表示部として機能し、例えば対角５〜１０インチ程度の液晶表示装置等からなり、車内のフロントパネル付近に装着される。

音声出力ユニット５０は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３１又はＤＶＤ−ＲＯＭ３２、若しくはＲＡＭ２４等からバスライン３０を介して送られる音声デジタルデータのＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換を行うＤ／Ａコンバータ５１と、Ｄ／Ａコンバータ５１から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）５２と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ５３とを備えて構成されている。

入力装置６０は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、音声入力装置等から構成されている。入力装置６０は、車内に搭載された当該車載用電子システムの本体のフロントパネルやディスプレイ４４の周囲に配置される。また、ディスプレイ４４がタッチパネル方式の場合、ディスプレイ４４の表示画面上に設けられたタッチパネルも入力装置６０として機能する。

システムコントローラ２０は、自立即位装置１０から供給される出力信号、ＧＰＳ受信機１８から供給される出力信号、及びデータ記憶ユニット３６に記憶された地図データに基づき、表示ユニット４０に表示された地図上に車両の現在地を表示する。このように、システムコントローラ２０は、本発明における「判定手段」、「現在地決定手段」、及び「走行道路認識手段」の一例である。

［第１実施例］
まず、第１実施例において、ナビゲーション装置１が現在地の表示位置を決定する方法について説明する。第１実施例では、ナビゲーション装置１のシステムコントローラ２０は、地図データを参照し、車両がバンク道路を走行していると判断した場合には、地図データ上のリンクに沿って、距離センサ１３が検出した走行距離分だけ現在地の表示位置を移動させる。また、この場合、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２の出力値の校正を行わない。

［基本説明］のセクションで述べたように、バンク道路の走行時には、地図上の現在地が正しく表示できないことや、角速度センサ１２の出力を不要に校正してしまうことなどの問題が生じる。以上を勘案し、第１実施例では、データ記憶ユニット３６は、予め各道路がバンク道路であるか否かが認識できるように地図データにバンクの情報を記憶している。これにより、システムコントローラ２０は、車両がバンク道路を走行中であるか否か適切に判定することができる。

また、システムコントローラ２０は、バンク道路の走行時である場合には、現在地がバンク道路でない場合と異なる処理に基づき現在地の表示位置を定める。具体的には、システムコントローラ２０は、バンク道路の走行時には、バンクに起因した必然的な誤差が生じる角速度センサ１２を用いることなく、地図データ上で道路を示す線分、即ちリンクに沿って現在地の表示位置を移動させる。これにより、システムコントローラ２０は、地図上で現在地を適切に表示すると共に、不要に角速度センサ１２の出力を校正するのを抑制することができる。

また、これに加え、システムコントローラ２０は、バンク道路の走行時に分岐地点がある場合には、角速度センサ１２が出力する角度変化量からバンクに起因した誤差を排除した推測値（「推測値Δβｔａｇ」とも呼ぶ。）を算出し、当該推測値Δβｔａｇから分岐地点後の走行道路を認識する。

ここで、推測値Δβｔａｇの算出方法について具体的に説明する。まず、システムコントローラ２０は、現在地に対応する地図データ上のリンクが示す方位の変化量（「データ角度変化量Δα」とも呼ぶ。）を算出すると共に、角速度センサ１２が出力する角度変化量（「センサ角度変化量Δβ」とも呼ぶ。）を取得し、これら値をデータ記憶ユニット３６等のメモリに記憶する。ここで、データ角度変化量Δαは、具体的には、現在地に対応するリンクと、当該リンクの直前に現在地に対応していたリンクとがなす角に定められる。そして、システムコントローラ２０は、分岐道路の分岐地点に現在地があると判断した場合、以下の式（１）に示すように、分岐地点において取得したセンサ角度変化量「Δβ１」に、その直前に取得又は算出してメモリに記憶したデータ角度変化量「Δα０」及びセンサ角度変化量「Δβ０」の比を乗じた値を推測値Δβｔａｇとして算出する。

Δβｔａｇ＝（Δα０／Δβ０）×Δβ１ 式（１）
このように、システムコントローラ２０は、バンク道路ではバンク角度が急激に変化しないと想定し、分岐地点の直前に取得又は算出したデータ角度変化量Δα０及びセンサ角度変化量Δβ０に基づき、分岐地点において取得したセンサ角度変化量Δβ１に生じた誤差を補正している。

そして、分岐地点から「ｎ」（ｎは正の整数）個に道路が分岐している場合、データ記憶ユニット３６は、地図データとして、各分岐道路に対応するｎ個のリンクを記憶している。ここで、各リンクは、それぞれ異なるデータ角度変化量Δα（ここでは、「Δα１１」〜「Δα１ｎ」とする）を有する。従って、この場合、システムコントローラ２０は、推測値Δβｔａｇに最も近いデータ角度変化量Δα１１〜Δα１ｎに対応するリンクが示す道路を分岐先の走行道路であると認識する。このようにすることで、システムコントローラ２０は、バンク道路中に分岐地点が存在する場合であっても、適切に分岐先の走行道路を特定することができる。

（処理フロー）
次に、第１実施例において、システムコントローラ２０が実行する処理手順について説明する。図４は、第１実施例においてシステムコントローラ２０が実行する処理手順を示すフローチャートである。システムコントローラ２０は、図４に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、システムコントローラ２０は、車両がバンク道路を走行中であるか否か判定する（ステップＳ１０１）。具体的には、システムコントローラ２０は、後述するステップＳ１０３と同様に角速度センサ１２や距離センサ１３等から供給される出力信号に基づき現在地を認識すると共に、地図データを参照し、現在地がある道路がバンク道路であるか否か判定する。

そして、車両がバンク道路を走行している場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、地図データ及び距離センサ１３の出力に基づき、現在地を認識する（ステップＳ１０２）。具体的には、この場合、システムコントローラ２０は、距離センサ１３が検出した走行距離分だけ地図データ上で道路を示すリンクに沿って現在地を移動させる。これにより、システムコントローラ２０は、バンクによる影響を受けることなく、地図上で現在地を適切な位置に表示することができる。また、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２の出力を不要に校正するのを防ぐことができる。

一方、車両がバンク道路を走行していない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２及び距離センサ１３の出力等に基づき現在地を認識する（ステップＳ１０３）。即ち、この場合、システムコントローラ２０は、上述の［基本説明］（３）のセクションで述べたように、例えば、角速度センサ１２及び距離センサ１３を用いて現在地を認識すると共に、ＧＰＳ受信機１８の出力や地図データに基づき、認識した現在地を必要に応じて補正して地図上に表示する。また、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８の出力や地図データに基づき、適宜角速度センサ１２の出力値の校正を行う。

次に、ステップＳ１０４では、システムコントローラ２０は、車両が分岐地点にいるか否か判定する（ステップＳ１０４）。そして、車両が分岐地点にいない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、データ角度変化量Δα及びセンサ角度変化量Δβを算出又は取得し、データ記憶ユニット３６などのメモリに記憶する（ステップＳ１０５）。一方、車両が分岐地点にいる場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２からセンサ角度変化量Δβを検出すると共に、バンクによる影響を排除した推測値Δβｔａｇを算出する（ステップＳ１０６）。具体的には、システムコントローラ２０は、メモリに記憶したデータ角度変化量Δα（Δα０）及びセンサ角度変化量Δβ（Δβ０）と、分岐地点で検出したセンサ角度変化量Δβ（Δβ１）とに基づき、上述の式（１）に従い、推測値Δβｔａｇを算出する。そして、システムコントローラ２０は、算出した推測値Δβｔａｇに基づき、分岐後の走行道路を認識する（ステップＳ１０７）。これにより、システムコントローラ２０は、バンクに起因して角速度センサ１２の出力に誤差が存在する場合であっても、的確に分岐後の走行道路を認識し、認識した分岐後の走行道路上に沿って現在地を表示させることができる。

［第２実施例］
第１実施例では、システムコントローラ２０は、バンク道路の走行時には、地図データ及び距離センサ１３に基づき現在地を算出した。これに代えて、第２実施例では、データ記憶ユニット３６は、バンク道路である旨の情報に加えて、当該バンク道路の走行時に角速度センサ１２の出力を補正するための情報（「バンク補正情報」とも呼ぶ。）を記憶する。そして、システムコントローラ２０は、当該バンク補正情報に基づき角速度センサ１２の出力を補正する。これにより、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２の出力に基づき適切に現在地の表示位置を決定する。

ここで、バンク補正情報は、例えば、バンク角度、又は、バンク角度に基づき理論的に算出した角速度センサ１２の出力の補正値である。前者の場合、即ち、バンク角度がバンク補正情報としてデータ記憶ユニット３６に記憶されていた場合には、システムコントローラ２０は、バンク道路の走行時に、当該バンク道路のバンク角度を地図データから読み取る。そして、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２の出力角度（即ち、データ角度変化量Δα）を、読み取ったバンク角度の余弦により割り算することで補正する。また、後者の場合、即ち、バンク補正情報として角速度センサ１２の出力の補正値がデータ記憶ユニット３６に記憶されていた場合には、システムコントローラ２０は、当該補正値に基づき、検出した角速度センサ１２の出力を補正する。上述の補正値が、例えばバンク角度の余弦である場合には、システムコントローラ２０は、上述の前者の場合と同様に、角速度センサ１２の出力角度を補正値により割り算することで補正する。このように、ナビゲーション装置１は、バンク補正情報を記憶することで、バンクに起因した角速度センサ１２の出力誤差を適切に補正し、現在地を的確に地図上に表示することができる。

（処理フロー）
次に、第２実施例において、システムコントローラ２０が実行する処理手順について説明する。図５は、第２実施例においてシステムコントローラ２０が実行する処理手順を示すフローチャートである。システムコントローラ２０は、図５に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。

まず、システムコントローラ２０は、車両がバンク道路を走行中であるか否か判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、システムコントローラ２０は、後述するステップＳ２０３と同様に角速度センサ１２や距離センサ１３等から供給される出力信号に基づき現在地を認識すると共に、地図データを参照し、現在地がある道路がバンク道路であるか否か判定する。

そして、車両がバンク道路を走行している場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、バンク補正情報に基づき角速度センサ１２の出力を補正する（ステップＳ２０２）。これにより、システムコントローラ２０は、バンクに起因した角速度センサ１２の出力誤差を適切に補正することができる。なお、このとき、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２の出力誤差はバンクに起因するものであることから、角速度センサ１２の出力値の校正は行わない。

そして、ステップＳ２０２の実行後、又は、車両がバンク道路を走行中ではない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）のいずれの場合であっても、システムコントローラ２０は、角速度センサ１２及び距離センサ１３の出力等に基づき現在地を認識する（ステップＳ２０３）。即ち、この場合、システムコントローラ２０は、上述の［基本説明］（３）のセクションで述べたように、例えば、角速度センサ１２及び距離センサ１３を用いて現在地を認識すると共に、ＧＰＳ受信機１８の出力や地図データに基づき、認識した現在地を必要に応じて補正して地図上に表示する。また、システムコントローラ２０は、地図データやＧＰＳ受信機１８の出力に基づき、角速度センサ１２の出力値の校正を適宜行う。なお、ステップＳ２０２の実行後には、既に、バンクに起因した角速度センサ１２の出力誤差は生じていないことから、ここでの角速度センサ１２の出力値の校正は、バンクに起因した誤差に対する不要な校正には当たらない。

このように、第２実施例によれば、システムコントローラ２０は、現在地の表示位置の算出方法をバンク道路か否かにより変える必要がないため、より安定的かつ制御を複雑化することなく現在地の表示位置を定めることができる。また、第２実施例によれば、システムコントローラ２０は、バンク道路の走行中では常に角速度センサ１２の出力をバンク補正情報に基づき補正しているため、バンク道路中に分岐地点が存在した場合であっても、推測値Δβｔａｇを別途算出することなく、分岐後の走行道路を正しく認識することが可能である。

［変形例］
以下、上述の第１実施例及び第２実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の各実施例に適用してもよい。

（変形例１）
図４のステップＳ１０１において、システムコントローラ２０は、車両がバンク道路を走行中か否か判断するのに加えて、ＧＰＳ受信機１８が電波１９を受信できないか否か判断してもよい。この場合、システムコントローラ２０は、バンク道路を走行中であって、かつ、ＧＰＳ受信機１８が電波１９を受信できない場合に限り、ステップＳ１０２の処理を実行し、他の場合にはステップＳ１０３を実行する。同様に、図５のステップＳ２０１において、システムコントローラ２０は、バンク道路を走行中であって、かつ、ＧＰＳ受信機１８が電波１９を受信できない場合に限り、ステップＳ２０２の処理を実行してもよい。

（変形例２）
第１実施例及び第２実施例では、ナビゲーション装置１は、表示ユニット４０に表示された地図上に車両の現在地を表示した。しかし、本発明が適用可能な構成は、これに限定されない。これに代えて、ナビゲーション装置１は、地図を表示することなく、車両が目的地に対して進むべき進行方向のみを表示してもよい。他の例では、ナビゲーション装置１は、音声出力を行い、音声により、車両が目的地に対して進むべき進行方向等の運転補助情報を出力してもよい。この場合であっても、ナビゲーション装置１は、第１実施例及び第２実施例で述べた手法に基づき、正確に現在地を認識し、適切に案内を行うことができる。

また、ナビゲーション装置１は、目的地や立寄地などの設定がされて、ナビゲーションを行っている場合に限らず、目的地や立寄地などが設定されていない場合であっても、第１実施例及び第２実施例で述べた処理を行ってもよい。この場合であっても、好適に、ナビゲーション装置１は、現在地を正確に認識し、地図上に現在地を表示することなどができる。

本発明は、車載用ナビゲーション装置、ＰＮＤ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）、その他地図と共に現在地を表示する装置に好適に適用することができる。

１ ナビゲーション装置
１０ 自立測位装置
１２ 角速度センサ
１３ 距離センサ
１８ ＧＰＳ受信機
２０ システムコントローラ
２２ ＣＰＵ
３６ データ記憶ユニット
３８ 通信装置
４０ 表示ユニット
４４ ディスプレイ

Claims (10)

1. 道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部と、
   移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定手段と、
   前記判定手段が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識する現在地決定手段と、
   を備えることを特徴とする位置認識装置。
2. 前記現在地決定手段は、ＧＰＳ受信機が電波を受信できず、かつ、前記判定手段が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識することを特徴とする請求項１に記載の位置認識装置。
3. 道路に設けられたバンクの角度又は前記バンクを有する道路の走行時に角速度検出部の出力値を補正するための補正値を有するバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部と、
   移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識する際に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識する現在地決定手段と、
   を備えることを特徴とする位置認識装置。
4. 前記現在地決定手段は、ＧＰＳ受信機が電波を受信できない時に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識することを特徴とする請求項３に記載の位置認識装置。
5. 前記角速度検出部と前記距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否かを判定する判定手段を更に備え、
   前記現在地決定手段は、前記走行道路がバンクを有すると前記判定手段が判定した場合は、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識することを特徴とする請求項３または４に記載の位置認識装置。
6. 前記判定手段は、前記走行道路がバンクを有すると判定した場合、前記移動体が分岐地点を通過するか否かさらに判定し、
   前記移動体が分岐地点を通過すると前記判定手段が判定をした場合、
   当該判定の直前に前記角速度検出部が出力した角度変化量と、前記判定の直前に算出した前記走行道路の前記地図データ上での角度変化量との比に基づき、前記判定時に前記角速度検出部が出力した角度変化量を補正し、
   補正後の前記角度変化量に基づき、前記分岐地点後に前記移動体が走行する道路を認識する走行道路認識手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の位置認識装置。
7. 道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置が実行する制御方法であって、
   移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定工程と、
   前記判定工程が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識する現在地決定工程と、
   を有することを特徴とする制御方法。
8. 道路に設けられたバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置に搭載され実行されるプログラムであって、
   移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識し、当該認識した現在地と前記バンクの情報に基づき、前記移動体が走行中の走行道路がバンクを有するか否か判定する判定手段と、
   前記判定手段が前記走行道路がバンクを有すると判定した場合は、前記角速度検出部の出力を使わずに、前記地図データ及び前記距離検出部の出力に基づき、前記地図上の道路に沿って、前記移動体の走行距離分だけ現在地を移動させることで現在地を認識する現在地決定手段
   として前記位置認識装置を機能させることを特徴とするプログラム。
9. 道路に設けられたバンクの角度又は前記バンクを有する道路の走行時に角速度検出部の出力値を補正するための補正値を有するバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置が実行する制御方法であって、
   移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識する際に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識する現在地決定工程
   を有することを特徴とする制御方法。
10. 道路に設けられたバンクの角度又は前記バンクを有する道路の走行時に角速度検出部の出力値を補正するための補正値を有するバンクの情報を含む地図データを記憶する記憶部を備える位置認識装置に搭載され実行されるプログラムであって、
    移動体の方向変換時における角速度を検出する角速度検出部と前記移動体の走行距離を検出する距離検出部との出力に基づき前記移動体の現在地を認識する際に、前記バンクの角度に基づき補正した前記角速度検出部の出力値または前記補正値により補正した前記角速度検出部の出力値と、前記距離検出部の出力に基づき前記移動体の現在地を認識する現在地決定手段
    として前記位置認識装置を機能させることを特徴とするプログラム。

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